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摘要：通过对某地埋管地源热泵系统制冷期长期连续监测，获取地埋侧和用户侧供、回水温度、流量及耗电量等数据，计算得到建筑日均小时负荷、机组日均能效比和系统日均能效比。结果表明，地埋侧和用户侧供、回水平均温差约为1.7℃，建筑日均小时负荷在80kw左右，系统日均能效比平均值约为3.05，热泵机组未能达到理想工作状态，有待进一步改进。
关键词：地源热泵系统；制冷期；能效测评
1工程概况
某办公楼采用地埋管地源热泵制冷供热，空调服务面积4500m2，共布设地埋管换热器数82个，孔深50m，孔间距为4.5m。采用供热制冷热泵机组1台，制冷量344.1kW，制热量280.9kW，循环水泵2台，一用一备，流量93m3/h，功率11kW，扬程28m。地埋循环泵2台，一用一备，流量89m3/h，功率7.5kW，扬程20m。该热泵工程2003年9月开始施工，2004年11月投入运行至今。
该热泵工程动态监测内容包括温度、流量和电量。在地埋侧和用户侧供水管上各安装电磁流量计1套；在地埋侧和用户侧供、回水管上共安装温度传感器4套；在热泵机组、循环泵及总电路上分别安装电能表3套。监测频率均为1min记录1次，制冷期空调不间断运行。
2数据分析
2.1数据验证
为了验证监测方法和仪器的准确性，以用户侧和地埋侧的小时负荷值进行验证。理论上，夏季工况下，地埋侧小时散热量应该等于用户侧小时负荷（供冷量）与机组小时电耗量之和。但在实测过程中，由于种种因素，例如水泵散热量和不定时提供少量生活热水等，使二者之间会有偏差，相对偏差a结果见图1所示。
式中：为地埋管侧小时散热量，kWh；Wc为机组小时电耗，kWh；为用户侧小时负荷，kWh。
结果显示，整个夏季工况小时负荷值相对偏差大部分保持在-25%～+15%，占统计小时数的78%，考虑到不定时提供少量生活热水等因素影响，监测数据准确有效。
2.2数据分析
該监测设备于2015年6月安装调试，7月中旬正式采集监测数据，本次分析数据选用2015年7月11日至9月30日。
2.2.1地埋侧供、回水温度采用地埋管供、回水温度可以表征地埋管换热器换热效果。为能直观显示变化规律，将温度数据整理为日平均温度，整理数据显示，7月12日至22日，供水温度平均为19.17℃，此后温度开始上升，8月1日达到最大值，为20.20℃，增幅为1.03℃；之后温度开始下降，8月14日开始有出现一次小幅温度上升，温度从18.85℃上升至8月29日的19.45℃；至9月30日温度下降至18.20℃，8月1日至9月30日，供水温度降幅为2.00℃。地埋管回水温度与供水温度变化规律基本一致，供、回水平均温差约为1.70℃。
图2可以看出，地埋管供、回水温度整个制冷期变化趋势是先升高后降低，在7月下旬至8月上旬地埋管供、回水温度升至最高，8月中下旬至9月上旬温度有小幅回升，9月中、下旬温度开始降低。整个变化趋势与室外大气温度相一致。
2.2.2用户侧供、回水温度
用户侧供水温度由系统管理人员设定，见图3所示，7月11日至7月18日设置温度较高，7月18日开始供水温度开始调低，到9月30日，供水温度基本保持在10.30℃左右，这可能与室外气温升高有关，气温升高要求调低用户侧供水温度以达到空调舒适度。用户侧供、回水平均温差约为1.72℃。
2.2.3日均小时负荷
建筑日均小时负荷，即日均小时供热（冷）量计算公式如下：
式中：为建筑日均小时负荷，kW；C为水的比热容，kJ/（kg·℃）；为水的密度，kg/m3；q为用户侧供水日平均流量，m3/h；△t为用户侧供水、回水日平均温差，℃。
结果如图4所示，从7月11日到1O月30日，建筑日均小时负荷在80kW左右，7月18日用户侧供水温度开始调低，建筑日均小时负荷升高，7月18日至8月5日左右为一高值区，此段时间也是用户侧供、回水温差较大的时期，可见建筑日均小时负荷与用户侧供水温度的设置及供、回水温差密切相关。
2.2.4日均能效比
机组日均能效比平均值约为5.8，由于对用户侧供水温度设置进行了调整，导致供、回水温差增大，建筑日均小时负荷增大，机组日均能效比在7月下旬也较大，在6.5—7.4之间波动；之后随着用户侧供、回水温差稳定，建筑日均小时负荷趋于平稳，机组日均效能比也基本保持在5-6之间。
系统日均能效比平均值约为3.05，其变化趋势与机组能效比相一致，变化幅度更为温和，没有出现较大幅度波动。较大值出现时间与机组能效比较大值出现时间一致，其值在3.5—4.1之间波动，随后保持稳定，约为3左右。
3结论
本文基于该建筑地埋管地源热泵系统2015年7月11日至10月30日制冷期热泵工况的长期监测，分析了该地埋管地源热泵系统夏季工况的长期运行特性。该地源热泵工程夏季工况下，地埋管供、回水平均温差和用户侧供、回水平均温差约为1.7℃，建筑日均小时负荷在80kW左右，系统日均能效比平均值约为3.05；建筑日均小时负荷变化与用户侧供水温度的设置及供、回水温差密切相关；建筑日均小时负荷较低导致地源侧和用户侧供、回水温差小，系统能效比较低，热泵机组未能达到最理想工作状态，有待进一步改进。
参考文献：
[1]汪训昌.关于发展地源热泵系统的若干思考[J].暖通空调，2007，37（3）.
[2]刘超，高理福，邹国荣.某地源热泵系统能效的试验研究[J].四川建筑科学研究，2014，40（5）.
（作者单位：华克医疗科技（北京）股份公司）
关键词：地源热泵系统；制冷期；能效测评
1工程概况
某办公楼采用地埋管地源热泵制冷供热，空调服务面积4500m2，共布设地埋管换热器数82个，孔深50m，孔间距为4.5m。采用供热制冷热泵机组1台，制冷量344.1kW，制热量280.9kW，循环水泵2台，一用一备，流量93m3/h，功率11kW，扬程28m。地埋循环泵2台，一用一备，流量89m3/h，功率7.5kW，扬程20m。该热泵工程2003年9月开始施工，2004年11月投入运行至今。
该热泵工程动态监测内容包括温度、流量和电量。在地埋侧和用户侧供水管上各安装电磁流量计1套；在地埋侧和用户侧供、回水管上共安装温度传感器4套；在热泵机组、循环泵及总电路上分别安装电能表3套。监测频率均为1min记录1次，制冷期空调不间断运行。
2数据分析
2.1数据验证
为了验证监测方法和仪器的准确性，以用户侧和地埋侧的小时负荷值进行验证。理论上，夏季工况下，地埋侧小时散热量应该等于用户侧小时负荷（供冷量）与机组小时电耗量之和。但在实测过程中，由于种种因素，例如水泵散热量和不定时提供少量生活热水等，使二者之间会有偏差，相对偏差a结果见图1所示。
式中：为地埋管侧小时散热量，kWh；Wc为机组小时电耗，kWh；为用户侧小时负荷，kWh。
结果显示，整个夏季工况小时负荷值相对偏差大部分保持在-25%～+15%，占统计小时数的78%，考虑到不定时提供少量生活热水等因素影响，监测数据准确有效。
2.2数据分析
該监测设备于2015年6月安装调试，7月中旬正式采集监测数据，本次分析数据选用2015年7月11日至9月30日。
2.2.1地埋侧供、回水温度采用地埋管供、回水温度可以表征地埋管换热器换热效果。为能直观显示变化规律，将温度数据整理为日平均温度，整理数据显示，7月12日至22日，供水温度平均为19.17℃，此后温度开始上升，8月1日达到最大值，为20.20℃，增幅为1.03℃；之后温度开始下降，8月14日开始有出现一次小幅温度上升，温度从18.85℃上升至8月29日的19.45℃；至9月30日温度下降至18.20℃，8月1日至9月30日，供水温度降幅为2.00℃。地埋管回水温度与供水温度变化规律基本一致，供、回水平均温差约为1.70℃。
图2可以看出，地埋管供、回水温度整个制冷期变化趋势是先升高后降低，在7月下旬至8月上旬地埋管供、回水温度升至最高，8月中下旬至9月上旬温度有小幅回升，9月中、下旬温度开始降低。整个变化趋势与室外大气温度相一致。
2.2.2用户侧供、回水温度
用户侧供水温度由系统管理人员设定，见图3所示，7月11日至7月18日设置温度较高，7月18日开始供水温度开始调低，到9月30日，供水温度基本保持在10.30℃左右，这可能与室外气温升高有关，气温升高要求调低用户侧供水温度以达到空调舒适度。用户侧供、回水平均温差约为1.72℃。
2.2.3日均小时负荷
建筑日均小时负荷，即日均小时供热（冷）量计算公式如下：
式中：为建筑日均小时负荷，kW；C为水的比热容，kJ/（kg·℃）；为水的密度，kg/m3；q为用户侧供水日平均流量，m3/h；△t为用户侧供水、回水日平均温差，℃。
结果如图4所示，从7月11日到1O月30日，建筑日均小时负荷在80kW左右，7月18日用户侧供水温度开始调低，建筑日均小时负荷升高，7月18日至8月5日左右为一高值区，此段时间也是用户侧供、回水温差较大的时期，可见建筑日均小时负荷与用户侧供水温度的设置及供、回水温差密切相关。
2.2.4日均能效比
机组日均能效比平均值约为5.8，由于对用户侧供水温度设置进行了调整，导致供、回水温差增大，建筑日均小时负荷增大，机组日均能效比在7月下旬也较大，在6.5—7.4之间波动；之后随着用户侧供、回水温差稳定，建筑日均小时负荷趋于平稳，机组日均效能比也基本保持在5-6之间。
系统日均能效比平均值约为3.05，其变化趋势与机组能效比相一致，变化幅度更为温和，没有出现较大幅度波动。较大值出现时间与机组能效比较大值出现时间一致，其值在3.5—4.1之间波动，随后保持稳定，约为3左右。
3结论
本文基于该建筑地埋管地源热泵系统2015年7月11日至10月30日制冷期热泵工况的长期监测，分析了该地埋管地源热泵系统夏季工况的长期运行特性。该地源热泵工程夏季工况下，地埋管供、回水平均温差和用户侧供、回水平均温差约为1.7℃，建筑日均小时负荷在80kW左右，系统日均能效比平均值约为3.05；建筑日均小时负荷变化与用户侧供水温度的设置及供、回水温差密切相关；建筑日均小时负荷较低导致地源侧和用户侧供、回水温差小，系统能效比较低，热泵机组未能达到最理想工作状态，有待进一步改进。
参考文献：
[1]汪训昌.关于发展地源热泵系统的若干思考[J].暖通空调，2007，37（3）.
[2]刘超，高理福，邹国荣.某地源热泵系统能效的试验研究[J].四川建筑科学研究，2014，40（5）.
（作者单位：华克医疗科技（北京）股份公司）